(57)【要約】  減衰システムは、発電機の駆動シャフトの速度リップルの振幅を測定するように配置されたセンサを含むことができ、センサおよび発電機に接続されたフィードフォワード回路を含むことができる。フィードフォワード回路は、発電機によって駆動される負荷抵抗と負荷容量とによって形成される位相角を決定することができ、振幅および位相角に基づいて電圧信号値を計算し、電圧信号値に従って、発電機によって負荷抵抗の両端に供給されるＤＣリンク電圧を調整することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流（ＤＣ）リンク電圧（１８）を平滑化するＤＣリンクキャパシタ（５０）によってシャントされた負荷抵抗（４０）の両端にＤＣリンク電圧（１８）を供給する発電機（１２）の駆動シャフト（１４）のねじり振動を減衰させるための減衰システム（１０）において、
前記駆動シャフト（１４）の速度リップル振幅（２２）を測定するように配置されたセンサ（２０）と、
前記センサ（２０）および前記発電機（１２）に接続されたフィードフォワード回路（３０）であって、前記負荷抵抗（４０）と前記ＤＣリンクキャパシタ（５０）の負荷容量（５２）とによって形成されるＤＣリンク位相角（３４）を決定し、前記速度リップル振幅（２２）および前記ＤＣリンク位相角（３４）に基づいて電圧信号値（８０）を計算し、前記電圧信号値（８０）に従って前記ＤＣリンク電圧（１８）を調整するように構成された、フィードフォワード回路と、
を特徴とする、減衰システム（１０）。
【請求項２】
前記電圧信号値（８０）の大きさが前記速度リップル振幅（２２）に比例する、請求項１記載の減衰システム（１０）。
【請求項３】
前記フィードフォワード回路（３０）が調整された前記ＤＣリンク電圧（１８）の位相を前記ＤＣリンク位相角（３４）だけ前記速度リップルからオフセットさせるようにさらに構成されている、請求項１記載の減衰システム（１０）。
【請求項４】
前記センサ（２０）が前記速度リップルの角周波数（２４）を測定するように構成されている、請求項１記載の減衰システム（１０）。
【請求項５】
前記ＤＣリンク位相角（３４）が、前記角周波数（２４）と前記負荷容量（５２）と前記負荷抵抗（４０）との積の２分の１のアークタンジェントとして計算される、請求項４記載の減衰システム（１０）。
【請求項６】
前記速度リップルが前記駆動シャフト（１４）のねじり振動である、請求項１記載の減衰システム（１０）。
【請求項７】
前記発電機（１２）が交流（ＡＣ）発電機であり、前記ＤＣリンク電圧（１８）を供給する整流器（６０）を含み、前記フィードフォワード回路（３０）が前記発電機（１２）の制御入力（１６）において前記ＤＣリンク電圧（１８）を調整する、請求項１記載の減衰システム（１０）。
【請求項８】
前記整流器（６０）が能動整流器であり、前記フィードフォワード回路（３０）が前記能動整流器の制御入力（６２）において前記ＤＣリンク電圧（１８）を調整する、請求項７記載の減衰システム（１０）。
【請求項９】
前記ＤＣリンク位相角（３４）が、前記負荷容量（５２）が本質的にゼロの場合は、ほぼ０度であり、前記負荷抵抗が本質的に無限大の場合は、ほぼ９０度である、請求項１記載の減衰システム（１０）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機のための減衰システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機は、駆動シャフトの望ましくない振動または機械的剪断をもたらす可能性がある不均一な速度またはトルクを有する駆動シャフトによって駆動されることがある。例えば、航空機は、ガスタービンエンジンなどの原動機から駆動シャフトに回転を与えることができる。駆動シャフトに挿入された機械的ダンパーを使用して駆動シャフトのねじり振動を低減させることが知られている。しかし、航空機などの、重量または容積のパラメータが重要な用途では、機械的ダンパーは貴重なスペースを消費し、重量を増す。さらに、機械的ダンパーは、変化するトルク条件に動的に適応することができない。ダンパーへの電気的な負荷の大きさを変えることによって機械的トルクのリップルを吸収する電気的ダンパーを設けることも知られている。しかしながら、発電機への電気的な負荷は、電圧が変化すると、多かれ少なかれ電力を吸収することによって発電機の電圧の変化に応答する定電力負荷である場合がある。そのため、機械的トルクのリップルと位相がずれている電気的負荷の変動をリアクタンス的に（ｒｅａｃｔｉｖｅｌｙ）吸収することができるキャパシタを使用して発電機の整流出力をフィルタすることが知られている。それでも、そのようなシステムでは、いくらかの電力損失が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２７９０１２号明細書
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、直流（ＤＣ）リンク電圧を平滑化するＤＣリンクキャパシタによってシャントされた負荷抵抗の両端にＤＣリンク電圧を供給する発電機の駆動シャフトのねじり振動を減衰させるための減衰システムが開示される。減衰システムは、駆動シャフトの速度リップルの振幅を測定するように配置されたセンサと、センサおよび発電機に接続されたフィードフォワード回路と、を含むことができる。フィードフォワード回路は、負荷抵抗とＤＣリンクキャパシタの負荷容量とによって形成される位相角を決定するように構成されたモジュールを有することができ、振幅および位相角に基づいて電圧信号値を計算することができ、電圧信号値に従ってＤＣリンク電圧を調整することができる。
【０００５】
別の態様では、発電機と、発電機と定電力負荷との間に接続された整流器と、を備えることができる電源回路を開示する。発電機は、定電力負荷および負荷抵抗の両端にＤＣリンク電圧を供給することができる。電源回路は、ＤＣリンク電圧を平滑化するための、負荷抵抗をシャントするＤＣリンクキャパシタを含むことができ、発電機の速度リップルの振幅を測定するように配置されたセンサをさらに含むことができる。フィードフォワード回路は、センサおよび発電機に接続され得て、フィードフォワード回路のモジュールは、負荷抵抗とＤＣリンクキャパシタの負荷容量とによって形成される位相角を決定するように構成することができる。フィードフォワード回路は、振幅および位相角に基づいて電圧信号値を計算することをさらに含むことができ、電圧信号値に従ってＤＣリンク電圧を調整することを含むことができる。
【０００６】
さらなる別の態様では、直流（ＤＣ）リンク電圧を平滑化するＤＣリンクキャパシタによってシャントされた負荷抵抗の両端にＤＣリンク電圧を供給する発電機の駆動シャフトのねじり振動を減衰させる方法が開示される。本方法は、駆動シャフトの速度リップルの振幅を決定するステップを含むことができる。本方法は、負荷抵抗とＤＣリンクキャパシタの負荷容量とによって形成される位相角を決定するステップをさらに含むことができる。本方法は、フィードフォワード回路において振幅および位相角に基づいて電圧信号値を計算するステップをさらに含むことができる。本方法は、電圧信号値に従ってＤＣリンク電圧を調整するステップをさらに含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本明細書に記載された様々な態様による、ＤＣリンク電圧を供給する発電機のための減衰システムである。
【図２】本明細書に記載された様々な態様による、定電力負荷を駆動する整流器を有する発電機のための減衰システムである。
【図３Ａ】本明細書に記載された様々な態様による、図１および図２の発電機の駆動シャフトの速度リップルのグラフである。
【図３Ｂ】本明細書に記載された様々な態様による、駆動シャフトによって伝達されるリップル電力の変動を示す図３Ａの速度リップルの振幅のグラフである。
【図３Ｃ】本明細書に記載された様々な態様による、速度リップルから位相がオフセットされている図１および図２のＤＣリンク電圧の調整のグラフである。
【図３Ｄ】本明細書に記載された様々な態様による、図３Ｃの減衰システムによって提供される電力減衰のグラフである。
【図４】本明細書に記載された様々な態様による、図１および図２の減衰システムのＤＣリンク電圧を調整するためのフィードフォワード回路である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示に基づいて理解することができるように、当技術分野において、発電機の駆動シャフトの機械的トルクまたは速度におけるリップルを吸収するための電気的ダンパーが必要である。さらに、当技術分野において、発電機の定電力負荷と一体化された電気的ダンパーが必要である。加えて、当技術分野において、発電機の整流器の出力にフィルタリングキャパシタが存在する状態で不要なリップル電力を吸収または反射する電気的ダンパーが必要である。
【０００９】
図１を参照すると、本開示の一態様では、減衰システム１０は、駆動シャフト１４を有し負荷抵抗（Ｒ）４０の両端に直流（ＤＣ）リンク電圧１８を供給する発電機１２と組み合わせることができる。ＤＣリンクキャパシタ５０は、発電機１２のＤＣリンク電圧１８を平滑化する負荷容量（Ｃ）５２を有することができる。例えば、ＤＣリンク電圧１８は、負荷抵抗４０に安定した調整されたＤＣリンク電圧１８を供給するためにローパスフィルタリングを必要とする交流（ＡＣ）リップルを有する整流器の出力である場合がある。例えば、負荷抵抗４０によって表わされる電気的な負荷は、ＤＣリンク電圧１８の＋／−５％、１０％、または２０％の変動を許容することができ、ノイズまたは高周波成分をフィルタ除去するためにＤＣリンクキャパシタ５０を必要とすることがある。ガスタービンエンジンなどの原動機７０は、発電機１２へのシャフト入力１５を有する駆動シャフト１４に公称回転速度７２を与えることができる。加えて、駆動シャフト１４は、ねじり振動（または速度リップル）を有する。負荷抵抗４０は、減衰作用がない場合は速度リップルを持続させるかまたは悪化させる可能性がある実質的に一定の機械的負荷をシャフト入力１５に反映する可能性がある。
【００１０】
ここで図３も参照すると、速度リップルは、速度リップル振幅２２および速度リップル位相２６を有する正弦波によって表わされるように、定常的に周期的であってもよく、または速度リップル振幅２２もしくは速度リップル位相２６が変化する前に角周波数２４で限られたサイクル数持続してもよく、あるいは原動機７０、駆動シャフト１４、および発電機１２に関連付けられた構成要素の安定度に応じてインパルス的または間欠的であってもよい。例えば、減衰されない発電機は、駆動シャフトに一定の馬力負荷を与えることがあり、この一定の馬力負荷が速度リップルを積極的（ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ）にまたは消極的（ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ）に反応させることがある。発電機１２は、高効率のエネルギー変換器とすることができ、発電機１２によって送出される電力は、結果としてシャフト入力１５においてほぼ同じ機械的動力を提供することができる。例えば、シャフト入力１５に伝達される機械的動力の９０％超が、負荷抵抗４０および負荷容量５２の両端に電力として現れることができる。発電機効率は、９０％よりも低くなることもある。
【００１１】
引き続き図１を参照すると、一態様では、減衰システム１０は、駆動シャフト１４の速度リップル振幅２２を測定するように配置されたリップルセンサ２０を含むことができる。リップルセンサ２０は、機械的手段、電気的手段、もしくは無線手段によって、駆動シャフト１４または発電機１２に接続することができ、駆動シャフト１４の速度、トルク、馬力、周波数、または加速度の表示も提供することができる。減衰システム１０は、リップルセンサ２０および発電機１２に接続されたフィードフォワード回路３０をさらに含むことができる。フィードフォワード回路３０のモジュール３２は、負荷抵抗とＤＣリンクキャパシタ５０の負荷容量５２とによって形成されるＤＣリンク位相角３４を決定するように構成することができる。ＤＣリンク位相角３４は、発電機１２のＲＣ負荷４６に対する電力対電圧の関係を規定することができ、ＲＣ負荷４６は、負荷容量５２と並列に負荷抵抗４０を含む。モジュール３２は、速度リップル振幅２２およびＤＣリンク位相角３４に基づいて電圧信号値８０を計算し、電圧信号値８０に従ってＤＣリンク電圧１８を調整するようにさらに構成することができる。有益には、速度リップル振幅２２およびＤＣリンク位相角３４に基づいてＤＣリンク電圧１８を調整することによって、駆動シャフト１４のねじり振動を実質的に減衰または排除する減衰電力をＲＣ負荷４６に供給することができる。
【００１２】
減衰システム１０の一態様では、フィードフォワード回路３０は、ＤＣリンク電圧１８が、駆動シャフト１４の速度またはトルクが増加するとともに増加するように、かつ駆動シャフト１４の速度またはトルクが減少するとともに減少するように、電圧信号値８０の大きさ（図示せず）を速度リップルの速度リップル振幅２２に比例するように設定することができ、それによって、発電機１２に伝達される速度リップル（またはねじり振動）のリップル電力を吸収することができる。有益には、フィードフォワード回路３０は、ＲＣ負荷４６に供給される減衰電力が発電機１２に伝達されるリップル電力と同相になるように、調整されたＤＣリンク電圧１８の位相をＤＣリンク位相角３４だけ速度リップルからオフセットさせることもできる（図３Ｃ）。周期的な速度リップルが存在する状態でのフィードフォワード回路３０によるＤＣリンク電圧１８の調整は、減衰電力を生成するＤＣリンク電圧１８のウィグリング（ｗｉｇｇｌｉｎｇ）として見ることができる。減衰電力の一部は、負荷抵抗４０で消費され、一部は、負荷容量５２に一時的に蓄積される。
【００１３】
さらに図１を参照すると、リップルセンサ２０は、速度リップルの角周波数（ω）２４を測定するように構成することもでき、この角周波数２４から、モジュール３２は、角周波数２４における負荷容量５２のインピーダンス（１／ｊωＣ）を決定することができる。ＤＣリンク位相角３４は、減衰電力が、負荷容量５２、負荷抵抗４０、および角周波数２４の大きさに応じてウィグリングするＤＣリンク電圧の位相に対してどれくらい進んでいるかによって表現することができる。本開示の一態様では、フィードフォワード回路３０は、リップル電力が減衰電力と同相になるように、速度リップルに対してＤＣリンク電圧１８のウィグリングを、０〜９０度であるＤＣリンク位相角３４だけ遅らせることができ、それによって、ねじり振動（速度リップル）を実質的に減衰または排除することができる。別の態様では、ＤＣリンク位相角（Φ）３４は、角周波数２４と負荷容量５２と負荷抵抗４０との積の２分の１のアークタンジェント、すなわちΦ＝ａｒｃｔａｎ（ωＲＣ／２）として計算することができる。
【００１４】
上記のアークタンジェント関係を適用すると、負荷容量５２が本質的にゼロの場合は、ＤＣリンク位相角３４は、発電機１２から流れ出る電流（図示せず）のすべてがＤＣリンク電圧１８と同相であるため、ほぼ０度となり得る。例えば、インピーダンス（１／ｊωＣ）が負荷抵抗４０の３倍である負荷容量５２は、ａｒｃｔａｎ（ωＲＣ／２）の位相シフトがａｒｃｔａｎ（１／６）＝９度、またはほぼ０度であるため、本質的にゼロと見なすことができる。あるいは、負荷抵抗４０が本質的に無限大の場合は、ＤＣリンク位相角３４は、発電機１２から流れ出る電流が９０度だけまたは９０度よりもわずかに少なく、ＤＣリンク電圧１８よりも進んでいるため、ほぼ９０度となり得る。例えば、角周波数ωにおける負荷容量５２のインピーダンス（１／ｊωＣ）よりも１０倍大きい負荷抵抗４０は、ａｒｃｔａｎ（ωＲＣ／２）の位相シフトがａｒｃｔａｎ（５）＝７９度、またはほぼ９０度であるため、本質的に無限大と見なすことができる。有益には、ＤＣリンク容量５０は、負荷抵抗を使用することなく、単独でねじり減衰を提供することができる。本開示は、フィードフォワード回路３０を様々な値の負荷抵抗４０および負荷容量５２に適応させることによって、ねじり振動の減衰を改善するものであり、これらの構成部品は、フィルタリングなどの他の機能を実行する。さらなる利点を以下に記載する。
【００１５】
引き続き図１を参照すると、様々な態様において、ＤＣリンク電圧１８に対する公称動作設定点として、ＤＣリンク基準（Ｖｒｅｆ）５６をフィードフォワード回路３０の出力に提供することができる。加えて、ＤＣリンク基準５６は、加算ノード３８において電圧値信号８０と結合されて、上述の減衰機能を重ね合わせることができる。一態様では、加算ノード３８の出力は、ＤＣリンク電圧１８を制御するために、発電機１２の制御入力１６に接続することができる。例えば、発電機１２は、可変ＡＣ出力周波数および内部整流器（図２）によって整流された出力電圧を有する可変速発電機とすることができ、制御入力１６が出力電圧を設定することができる。この場合、ＤＣリンク容量５０の値は、出力周波数の範囲に応じてフィルタリングを実行するように選択することができる。あるいは、発電機１２は、ＤＣリンク容量の選択に対する制約が少ない場合は、固定出力周波数を有する固定速度発電機とすることができる。他の態様では、電圧値信号８０は、加算ノード３８またはＤＣリンク基準５６を使用することなく、制御入力１６に直接接続することができ、発電機出力電圧に対する公称動作点は、別個の制御入力などによって他の場所に設定されてもよい。
【００１６】
ここで図２を参照すると、別の態様では、整流器６０は、発電機１２と定電力負荷４４との間に接続され、ＤＣリンク電圧１８を定電力負荷４４および負荷抵抗４０に供給することができる。整流器６０は、発電機１２からのＡＣ電圧をＤＣリンク電圧１８に変換するダイオード整流器などの受動整流器とすることができる。整流器６０は、整流器の制御入力６２がフィードフォワード回路３０からＤＣリンク電圧調整を受け取ることができる能動整流器とすることもできる。定電力負荷４４は、定電力負荷４４によって消費される電力の変化なしに、ＤＣリンク電圧１８によって供給される電圧の範囲を受け入れることができる。航空機に搭載されるタービン発電機などの発電機システムは、通常、ＡＣ出力を生成する電圧インバータなどの、またはＤＣ出力を生成する電圧コンバータなどの定電力負荷４４を駆動することができる。有利には、定電力負荷４４は、誤動作することなく公称ＤＣリンク電圧１８からの偏差を許容することができ、高い電力変換効率で動作することができる。しかしながら、減衰電力を生成するためのＤＣリンク電圧の調整は、定電力負荷４４の大きさまたは動作とは無関係であってもよい。有益には、負荷抵抗４０は、定抵抗であり、実効的なＤＣリンク位相角３４は、負荷抵抗４０および負荷容量５２の値を単に知ることによって管理することができる。
【００１７】
負荷抵抗４０は、様々な航空機の負荷がオンおよびオフされるとともに、動的に変化する可能性があるため、抵抗器電流４２をフィードフォワード回路３０によって測定して、ＤＣリンク電圧１８についての知識を使用して、正確な負荷抵抗を計算することができる。その場合、減衰システム１０は、負荷抵抗４０および定電力負荷４４が様々な電力量を引き出す間、最適のＤＣリンク位相角３４を維持することができる。ＤＣリンク容量５０は、値を固定することができるが、定電力負荷４４は、全体的な負荷容量５２を決定する際に含めることができる容量を含むこともできる。負荷電流４２は、負荷抵抗４０と並列の電流シャント（図示せず）を用いて、またはどの負荷回路がＤＣリンク電圧および負荷回路のそれぞれの電流ドレインから動作しているか示す１つまたは複数のデータ値を受け取ることによって、あるいは当技術分野で知られている他の手段によって決定することができる。
【００１８】
負荷抵抗４０は、フィードフォワード制御回路３０によって印加される所与の変動（ウィグル）に対して多かれ少なかれ減衰を提供するように選択された抵抗性負荷とすることができ、動作環境内の電力を発電機１２に依存する既存の負荷回路（図示せず）も含むことができる。一態様では、負荷抵抗４０をＤＣリンク電圧１８の両端に意図的に追加して、駆動シャフト１４の機械的振動の所望の減衰を達成することができる。負荷抵抗４０は、ＤＣリンクの「ウィグル（ｗｉｇｇｌｅ）」が定電力負荷４４の最大電圧許容範囲を犯さないように、十分に小さくなるように設定することができる。負荷抵抗４０は、駆動シャフト１４の機械的振動の減衰を提供しながら、不必要な電力損失を回避するのに十分に大きくなるように選択することもできる。別の態様では、負荷抵抗４０は、動作環境内の既存の負荷回路によって決定され、減衰目的のために無作為に調整することはできない。さらなる別の態様では、意図的に追加された負荷抵抗と既存の負荷回路との組合せが負荷抵抗４０を決定することがある。また、負荷抵抗４０は、整流器６０から不要な高周波信号を除去するために最適化されたローパスフィルタコーナ周波数を提供するＲＣ時定数を提供するように選択することができる。
【００１９】
図３Ａ〜図３Ｄは、上記の図１および図２によって説明した減衰システム１０に存在する可能性がある位相関係の態様を例示する。図３Ａに示すように、回転する駆動シャフトの速度またはトルクには周期的なリップルがあり得て、ここで周期Ｔは、２π／ωと等してもよく、ωは、速度リップルの角周波数である。また、リップルは、方形波に向かう傾向があるなどの非正弦波であってもよく、またはインパルス的であってもよく、あるいは２つ以上の周波数成分を有してもよい。図３Ｂを参照すると、リップルセンサ（図１および図２）は、速度リップルの振幅２２を検出することができ、それによって、ねじり振動のリップル電力７４の指標を有することができる。例えば、リップル電力は、速度リップルの振幅２２の２乗に比例することができる。速度リップルの位相は、振幅２２のゼロ交差２６を検出するリップルセンサによって決定することができる。あるいは、位相検出器またはピーク検出器を使用して、速度リップルの相対位相を決定することができる。図３Ｃでは、ＤＣリンク位相角３４は、フィードフォワード回路３０によって決定されて、フィードフォワード回路３０によって引き起こされる減衰電力が、負荷容量、負荷抵抗、および角周波数の大きさに応じてＤＣリンク電圧のウィグリングの位相よりもどれだけ進むかによって表現することができる。
【００２０】
フィードフォワード回路３０は、振幅２２に比例し図３Ａの速度リップルに対してＤＣリンク位相角３４だけ位相が遅れたＤＣリンク電圧１８をその公称動作点の周りで調整することができる。図３Ｄは、リップル電力が、ＤＣリンク電圧によって駆動される負荷抵抗および負荷容量によって実質的にまたは完全に吸収されるように、減衰電力７６をリップル電力７４と同相にすることができることを示す。あるいは、ＤＣリンク電圧１８は、ねじり振動の様々な安定度ダイナミックスを試験するか、またはそれに適応するために、ＤＣリンク位相角３４とは反対方向に１８０度の量だけ、または中間の量だけ位相を遅らせるか、もしくは進めることができる。例えば、ねじり振動の安定度特性を決定するために、非相殺（ｎｏｎ−ｃａｎｃｅｌｌｉｎｇ）減衰電力に対する駆動シャフトの応答を試験することが望ましい場合がある。
【００２１】
図４は、フィードフォワード回路３０の１つの可能な態様を示し、ここで積分器ブロック３６がＤＣリンク位相角３４を計算することができ、リップルセンサ２０からの速度リップルのサンプルを積分器ブロック３６に印加することができ、結果が加算ノード３８で加算される。利得ブロック３９は、値Ｋを設定して、加算ノード３８の加算結果をフィードフォワード回路および発電機１２内の利得および効率係数に対して較正し、図１および図２に示す、駆動シャフト１４のねじり振動を実質的に減衰する制御入力１６を提供することができる。点線は、発電機１２から速度リップルのサンプルを取得するセンサ２０を示すが、センサ２０は、駆動シャフト１４から、発電機１２の出力を整流する整流器から、または駆動シャフト１４もしくは発電機１２に関連付けられた他の構成要素から速度リップルのサンプルを取得することもできる。
【００２２】
上記の図に示されたものに加えて、他の多くの可能な実施形態および構成が本開示によって企図されている。まだ記載されていない範囲で、様々な実施形態の異なる特徴および構造を必要に応じて互い組み合わせて使用することができる。１つの特徴を実施形態のすべてにおいて示すことができないということは、それができないと解釈されることを意味しておらず、記載を簡単にするためになされている。したがって、異なる実施形態の様々な特徴を、必要に応じて混合および適合させて、新しい実施形態が明示的に記載されているかどうかにかかわらず、新しい実施形態を形成することができる。さらに、「一組の」または「複数の」様々な要素が記載されているが、「一組」または「複数」は、１つだけの要素を含めて、任意の数のそれぞれの要素を含むことができることを理解されよう。本明細書に記載された特徴の組合せまたは並べ替えは、本開示によって包含される。
【００２３】
本明細書は、最良の形態を含む本開示の実施形態を開示するために、また任意のデバイスまたはシステムを製造および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含む、任意の当業者が本開示の実施形態を実施することを可能にするために例を使用している。本開示の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって規定され、当業者に思い浮かぶ他の例を含むことができる。他のそのような例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの文言と相違しない構造的要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字通りの文言と実質的な差異がない等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。
【００２４】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
直流（ＤＣ）リンク電圧（１８）を平滑化するＤＣリンクキャパシタ（５０）によってシャントされた負荷抵抗（４０）の両端にＤＣリンク電圧（１８）を供給する発電機（１２）の駆動シャフト（１４）のねじり振動を減衰させるための減衰システム（１０）であって、
駆動シャフト（１４）の速度リップルの振幅（２２）を測定するように配置されたセンサ（２０）と、
センサ（２０）および発電機（１２）に接続されたフィードフォワード回路（３０）であり、負荷抵抗（４０）とＤＣリンクキャパシタ（５０）の負荷容量（５２）とによって形成される位相角（３４）を決定し、振幅（２２）および位相角（３４）に基づいて電圧信号値（８０）を計算し、電圧信号値（８０）に従ってＤＣリンク電圧（１８）を調整するように構成された、フィードフォワード回路（３０）と、
を備える、減衰システム（１０）。
［実施態様２］
電圧信号値（８０）の大きさが速度リップルの振幅（２２）に比例する、実施態様１に記載の減衰システム（１０）。
［実施態様３］
調整されたＤＣリンク電圧（１８）の位相が位相角（３４）だけ速度リップルからオフセットされている、実施態様１に記載の減衰システム（１０）。
［実施態様４］
センサ（２０）が速度リップルの角周波数（２４）を測定するように構成されている、実施態様１に記載の減衰システム（１０）。
［実施態様５］
位相角（３４）が、角周波数（２４）と負荷容量（５２）と負荷抵抗（４０）との積の２分の１のアークタンジェントとして計算される、実施態様４に記載の減衰システム（１０）。
［実施態様６］
速度リップルが駆動シャフト（１４）のねじり振動である、実施態様１に記載の減衰システム（１０）。
［実施態様７］
発電機（１２）が交流（ＡＣ）発電機であり、ＤＣリンク電圧（１８）を供給する整流器（６０）を含み、フィードフォワード回路（３０）が発電機（１２）の制御入力（１６）においてＤＣリンク電圧（１８）を調整する、実施態様１に記載の減衰システム（１０）。
［実施態様８］
位相角（３４）が、負荷容量（５２）が本質的にゼロの場合は、ほぼ０度であり、負荷抵抗（４０）が本質的に無限大の場合は、ほぼ９０度である。実施態様１に記載の減衰システム（１０）。
［実施態様９］
発電機（１２）と、
発電機（１２）と定電力負荷（４４）との間に接続され、定電力負荷（４４）および負荷抵抗（４０）の両端にＤＣリンク電圧（１８）を供給する整流器（６０）と、
ＤＣリンク電圧（１８）を平滑化するための、負荷抵抗（４０）をシャントするＤＣリンクキャパシタ（５０）と、
発電機（１２）の速度リップルの振幅（２２）を測定するように配置されたセンサ（２０）と、
センサ（２０）および発電機（１２）に接続されたフィードフォワード回路（３０）であり、負荷抵抗（４０）とＤＣリンクキャパシタ（５０）の負荷容量（５２）とによって形成される位相角（３４）を決定し、振幅（２２）および位相角（３４）に基づいて電圧信号値（８０）を計算し、電圧信号値（８０）に従ってＤＣリンク電圧（１８）を調整するように構成された、フィードフォワード回路（３０）と、
を備える、電源回路。
［実施態様１０］
電圧信号値（８０）の大きさが速度リップルの振幅（２２）に比例し、ＤＣリンク電圧（１８）調整の位相が位相角（３４）だけ速度リップルからオフセットされている、実施態様９に記載の電源回路。
［実施態様１１］
ＤＣリンク電圧（１８）調整の位相が、０〜９０度の範囲にある位相角（３４）だけ速度リップルから遅れている、実施態様１０の電源回路。
［実施態様１２］
速度リップルが発電機（１２）の駆動シャフト（１４）のねじり振動である、実施態様９に記載の電源回路。
［実施態様１３］
センサ（２０）が速度リップルの角周波数（２４）を測定するように構成されている、実施態様９に記載の電源回路。
［実施態様１４］
位相角（３４）が、角周波数（２４）と負荷容量（５２）と負荷抵抗（４０）との積の２分の１のアークタンジェントとして計算される、実施態様１３に記載の電源回路。
［実施態様１５］
整流器（６０）が能動整流器（６０）であり、フィードフォワード回路（３０）が能動整流器（６０）の制御入力（６２）においてＤＣリンク電圧（１８）を調整する、実施態様９に記載の電源回路。
［実施態様１６］
ＤＣリンク電圧（１８）から負荷抵抗（４０）を計算するために負荷抵抗（４０）の負荷電流（４２）を決定するフィードフォワード回路（３０）をさらに備える、実施態様９に記載の電源回路。
［実施態様１７］
ＤＣリンク電圧（１８）を平滑化するＤＣリンクキャパシタ（５０）によってシャントされた負荷抵抗（４０）の両端に直流（ＤＣ）リンク電圧（１８）を供給する発電機（１２）の駆動シャフト（１４）のねじり振動を減衰させる方法であって、
駆動シャフト（１４）の速度リップルの振幅（２２）を決定するステップと、
負荷抵抗（４０）とＤＣリンクキャパシタ（５０）の負荷容量（５２）とによって形成される位相角（３４）を決定するステップと、
振幅（２２）および位相角（３４）に基づいて電圧信号値（８０）を計算するステップと、
電圧信号値（８０）に従ってＤＣリンク電圧（１８）を調整するステップと、
を含む、方法。
［実施態様１８］
電圧信号値（８０）の大きさが速度リップルの振幅（２２）に比例し、ＤＣリンク電圧（１８）調整の位相が位相角（３４）だけ速度リップルからオフセットされている、実施態様１７に記載の方法。
［実施態様１９］
センサ（２０）によって速度リップルの角周波数（２４）を測定するステップをさらに含み、位相角（３４）が、角周波数（２４）と負荷容量（５２）と負荷抵抗（４０）との積の２分の１のアークタンジェントとして決定される、実施態様１７に記載の方法。
［実施態様２０］
ＤＣリンク電圧（１８）の調整によって、負荷抵抗（４０）および負荷容量（５２）の減衰電力（７６）がねじり振動のリップル電力（７４）と同相になるようにする、実施態様１７に記載の方法。
【符号の説明】
【００２５】
１０  減衰システム
１２  発電機
１４  駆動シャフト
１５  シャフト入力
１６  制御入力
１８  ＤＣリンク電圧
２０  センサ
２２  速度リップル振幅
２４  角周波数
２６  ゼロ交差または速度リップル位相
３０  フィードフォワード回路
３２  モジュール
３４  ＤＣリンク位相角
３６  積分器ブロック
３８  加算ノード
３９  利得ブロック
４０  負荷抵抗
４２  負荷電流
４４  定電力負荷
４６  ＲＣ負荷
５０  ＤＣリンクキャパシタ
５２  負荷容量
６０  整流器
６２  制御入力
７０  原動機
７２  公称回転速度
７４  リップル電力
７６  減衰電力
８０  電圧信号値または電圧値信号
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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